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長縄 弘親
分析化学, 66(11), p.797 - 808, 2017/11
被引用回数：6 パーセンタイル：22.6(Chemistry, Analytical)近年、日本原子力研究開発機構(JAEA)において開発された新しい液液抽出法、"エマルションフロー法"は、簡便さと低コスト、高効率とコンパクトさ、安全性と環境調和性を兼ね備えた革新的な手法として注目されている。エマルションフロー法では、水相の流れに対向してマイクロメートルサイズの油相の液滴を噴出させることで、乳濁状態(エマルション)に至るまで両相を混合することができるため、送液のみにより、高効率な液液抽出を行うことができる。その一方で、エマルション流の通過断面積を急激に大きくした容器構造において、乳濁状態は迅速かつ完全に解消されるため、小型の装置で大きな処理スピードを実現できる。エマルションフロー法は、従来の工業的な液液抽出の方法との比較において、スプレーカラムに勝る最も低いコストと遠心抽出器に匹敵する最も高い性能(高抽出効率、迅速)を両立させる。また、液液界面への微粒子の凝集を利用した固液分離、きわめて優れた相分離を利用した油水分離にも有用である。
古閑 二郎*; 新里 卓史*
JNC TJ8400 2000-054, 48 Pages, 2000/02
JNC-TJ8400-2000-054.pdf:1.23MB
再処理プロセスの運転において生成する微量成分のプロセス内挙動について数値シミュレーションを行なう上で、市販のダイナミカルシステムツールである"STELLA"の適用の可能性を検討した。前年度までの検討対象であったアジ化水素酸について、ヒドラジンと亜硝酸との反応から生成するアジ化水素酸について抽出器内の濃度の時間変化を"STELLA"でシミュレーションした。本シミュレーションでは、MIXSET-Xで各抽出器内の主要成分の定常濃度を求めた後、ヒドラジンと亜硝酸との反応から生成するアジ化水素酸について各抽出器内の濃度の時間変化を決定した。シミュレーションの結果は、前年度までの結果と同様であった。本研究の結果から、"STELLA"は微量成分のプロセス内挙動の数値シミュレーションに適用できることがわかった。
松本 史朗*
PNC TJ1609 97-002, 35 Pages, 1997/03
長期間にわたる核燃料サイクル技術開発の過程では、適用できる基礎科学技術や社会環境も変化し、核燃料サイクルの満たすべき要件も一定ではない。従来は核燃料サイクル技術の成立性や安全性の実証に重点が置かれていたが、最近は再処理の経済性や廃棄物管理に関心が向けられてきている。再処理の経済性には廃棄物が極めて大きな影響を及ぼすため、単なる環境への負荷の軽減のためでなく、経済性の向上の目的においても廃棄物発生量をどう減らすか、また廃棄物処分をどのように合理的に行うことに貢献できるかが重要な課題となっている。しかし、再処理廃棄物の発生メカニズムと必然性、発生後の処理方法の妥当性、処分体としての妥当性からみた発生元のプロセスの妥当性等、核燃料サイクルとして全体的総合的な評価はまだ行われていない。現在の再処理プラントでは個体/液体/気体廃棄物が多量に発生し、これを処理するために多大の労力を要している。また、処分形態も未定な廃棄物が多い。この現実の裏には運転していく際に不可避的に発生する雑廃棄物が極めて多いという事実がある。しかも発生廃棄物の全体像を把握した上での再処理プロセスも含めた総合評価はいまだになされていない。よって再処理プラントの運転上発生する非プロセス系廃棄物をも考慮して、再処理プラントから発生する廃棄物量の定量的評価をいかにするかが重要となる。本研究ではプロセスフローシート作成一解析システムをもとに開発された核燃料再処理プロセスフローシート作成一解析システムを廃棄物処理系へ拡張することを試みた。本報告はその基本となるプロセスフローシート作成一解析システムと再処理の主工程について開発された核燃料再処理プロセスフローシート作成一解析システムの概要をまとめるとともに廃棄物処理系へのその拡張を行っているものである。
栗倉 泰弘*; 平藤 哲治*
PNC TJ6604 92-002, 23 Pages, 1992/03
動力炉・核燃料開発事業団より、液膜を利用した新しいU(VI)の湿式製錬法の開発を目的として、昭和63年度、平成元年度、平成2年度に引き続き、今年度も京都大学工学部冶金学教室の粟倉泰弘に研究依頼があった。今年度は、ミキサーセトラー型および抽出塔型の抽出装置を用いて、エマルション型液膜法による連続抽出実験を行い、昨年度までに得られた結果と合わせて、エマルション型液膜法のU(VI)抽出への適用性の検討を行った。また、最近新しい液膜法として注目されている静電的擬液膜法の金属イオンの回収・濃縮への適用性について、抽出剤としてD2EHPA、逆抽出液としてHCl、H2SO4、HNO3水溶液を用い、この方法によるNi(II)の濃縮に及ぼす様々の因子について検討した。得られた結果は大略次の通りである。エマルション型液膜法によるU(VI)の抽出に適する条件は、外部水相:0.1
1kg・m-3U(VI)-1033kg・m-3H2SO4水溶液、内部水相:12kmol・m-3Na2CO3水溶液、有機相:0.020.03kmol・m-3TNOA、内部水相WI、有機相0、外部水相WEの体積比、WI/O/WE:1/1/10であり、この条件を大きく変えることは困難である。従って、エマルション型液膜法に適する工程としては、比較的低濃度のU(VI)廃液からのU(VI)回収などが考えられる。また、エマルション型液膜法により連続的また定常的な抽出を行うには、ミキサーセトラー型の抽出装置に較べ、抽出塔型の抽出装置の方がエマルションの膨潤が小さく適している。静電的擬液膜法による0.1kg・m-3のNi(II)を含むNiSO4-0.1kmol・m-3CH3COONa水溶液から10vol%D2EHPA-ケロシン溶液を用いたNi(II)の濃縮への種々の因子の影響について調べた。その結果、抽出室の電極間距離を10mm逆抽出室の電極間距離を5mm、印加電圧を3.7kV、逆抽出液として0.5あるいは1.0kmol・m-3のHCl水溶液を用いた条件下で安定した約10倍の濃縮が可能であった。また逆抽出液として1.0kmol・m-3のHCl、H2SO4、HNO3水溶液のいづれを用いてもほぼ同様のNi(II)の濃縮を行うことができた。さらにこの方法によるNi(II)の濃縮実験中のNi(II)濃度の分布を調べた結果、良好な
長縄 弘親; 永野 哲志; 柳瀬 信之*
no journal, ,
簡便、低コスト、コンパクト、高処理スピード、高安全のすべてを満足する新しい液液抽出装置、エマルションフロー抽出装置を紹介する。エマルションフロー技術では、油相をマイクロメートルサイズの液滴として水相の流れと向流接触させることで、両相を乳濁状態に至るまで混合することで、非常に効率的な液液抽出を実現する。また、送液だけで稼働し、非常に迅速な相分離が可能であることから、現在、最も普及しているミキサーセトラー装置と比較して、10倍以上の処理スピードと5分の1以下の低コストを実現する。加えて、装置本体に駆動部を持たないエマルションフロー抽出装置は、従来の抽出装置よりも安全で扱いやすい。
